전기 자동차: 역사와 미래

전기 자동차는 새로운 것이 아니며 Tesla는 전기 이동성의 꿈을 추구해 온 많은 브랜드 중 하나일 뿐입니다.

전기 자동차 또는 EV는 추진력을 위해 전력을 사용하는 모든 차량입니다. 그 전력은 전기적인 한 다양한 소스에서 나올 수 있습니다.

전기를 사용하면 자동차를 더 쉽게 운전할 수 있고, 더 환경 친화적이고, 덜 시끄럽고, 온 가족이 전반적으로 더 편안해집니다.

이 게시물은 EV, 인류에게 의미하는 바, 그리고 미래에 대해 자세히 살펴봅니다.

최초의 전기차

전기 자동차는 내연 기관이 오늘날 우리가 알고 있는 높은 효율을 달성하지 못했던 19세기로 거슬러 올라갑니다. 기록된 최초의 전기 모터는 1827년 헝가리 신부 Anyos Jedlik의 것으로, 자동차에 동력을 공급하는 데 전기를 처음 사용한 것은 1835년입니다.

기관차도 1838년에 주목을 받았습니다. 프랑스 Gustave Trouve가 발명한 5미터 길이의 Le Telephone 보트는 1818년에 최고 속도가 5.6mph에 이르렀고 1900년대 초에는 양산된 전기 자동차가 현실이 되었습니다.

속도와 범위는 제한적이었지만, 그 당시에는 전기가 증기 기관보다 훨씬 더 나은 대안이었습니다. 증기 기관은 추운 날 예열하는 데 30분 이상 소요되는 경우가 많았습니다.

납산과 벌새

전기 자동차가 성공할 수 있었던 주된 이유는 1859년 프랑스 과학자 Gaston Plante가 납축전지를 발명한 데까지 거슬러 올라갈 수 있습니다. 그리고 기술이 발전함에 따라 전기 자동차가 매우 실용적이게 되었습니다. 사용하기 전에 충전하십시오.

예를 들어, 런던은 1897년에 배터리로 구동되는 택시 한 대를 얻었고 이 택시는 조용하고 윙윙거리는 소리 때문에 "벌새"라는 애칭으로 불렸습니다. 전기 자동차는 매우 성공하여 1900년까지 미국 자동차의 38%가 전기로, 40%가 증기로, 그리고 22%만이 내연 기관(가솔린 동력)으로 구동되었습니다.

그러나 여성들이 사용하기 쉽다는 점에서 가장 큰 이점을 얻었기 때문에 종종 여성용 자동차라고 불렸습니다. 그들의 제한된 범위와 제한된 충전소 가용성은 또한 그들이 도시 자동차로서 가장 유용하다는 것을 의미했습니다.

모델 T와 EV의 몰락

내연 기관은 그동안 동등하게 개발을 경험하고 있었습니다. 그리고 도로가 도시 외부로 확장되고 고속도로로 바뀌면서 ICE는 더 빠르고 더 멀리 이동할 수 있는 반면 EV는 종종 최고 속도 20mph 및 40마일 범위로 제한되었습니다.

이 개발은 규모를 ICE에 유리하게 기울이기 시작했습니다. 그래서 Henry Ford가 대량 생산 시스템을 도입하고 Model-T를 도입했을 때 상황이 바뀌기 시작했습니다.

내연기관 차량은 전기 자동차 개발이 정체되는 동안 점점 더 저렴해지고 있었고, 1913년에는 휘발유 자동차 가격이 전기 자동차 가격의 절반 정도였습니다. 포드 덕분에 전기차가 대중 시장에서 서서히 사라졌습니다.

새로운 시작

전기 자동차 기술에 대한 새로운 연구는 1960년대와 70년대에 다시 시작되었습니다. 이 기간 동안 많은 회사가 다양한 기발한 아이디어를 내놓았지만 상업적으로 성공한 회사는 없었습니다.

70년대와 80년대의 에너지 위기는 또한 대체 에너지 및 이동성 솔루션을 찾는 데 더 많은 압력을 가하는 데 도움이 되었습니다. 이러한 노력은 1990년대까지 연료 효율성과 낮은 엔진 배기가스 배출로 옮겨졌습니다. EV는 여전히 여기저기서 만들어졌지만 아직까지 큰 상업적 성공을 거둔 것은 없었습니다.

리튬 이온과 테슬라

Tesla Motors는 2004년 Tesla Roadster의 개발을 시작하여 2008년에 첫 번째 장치를 납품했습니다. 이 배터리는 1980년대에 발명되어 주로 전자 장치에 사용되는 기술인 리튬 이온 배터리를 사용했습니다.

이 Tesla 로드스터는 한 번 충전으로 최대 320km를 이동할 수 있습니다. 53kWh 배터리 팩과 248마력을 생산하는 185kW 정격 3상 AC 모터를 탑재했습니다. 이것은 5.7초로 제한되었지만 최고 시속 130마일에서 2.9초 만에 0에서 60까지 가속하는 데 도움이 되었습니다.

사람들은 로드스터를 사랑했습니다. 시원하고 모던하고 트렌디해 보였습니다. 그래서 Tesla는 2012년에 2,450대에 도달하여 1톤을 판매했고 나머지는 역사입니다.

전기차의 문제점

전기 자동차의 가장 큰 문제는 에너지 휴대성입니다. 즉, 거의 모든 곳에 설치할 수 있을 만큼 컴팩트하지만 수천 마일은 아니더라도 수백 마일에 충분한 전력을 생산하는 에너지 생성 또는 저장 시스템입니다.

여기서 두 가지 주요 응용 프로그램은 수소 전지 생성기와 배터리 저장 장치입니다. 두 기술 모두 서로 장단점이 있습니다.

수소로 작동하고 자동차를 움직일 수 있는 충분한 전력을 생산하는 연료 전지가 시연되었지만 아직 실용적이지 않습니다. 그들의 주요 결점은 희소하고 값비싼 재료를 생산해야 하는 연료 전지 발전기의 높은 비용입니다. 이것은 배터리 저장과 비교할 때 연료 전지의 미래를 암울하게 보이게 합니다. 그러나 수소 기차 및 기타 특수 사용 사례가 더 실용적일 수 있습니다.

배터리의 경우 저장 기술의 향상과 함께 충전식 전기 자동차의 재탄생이 이루어졌습니다. 그러나 리튬 이온 배터리의 수많은 개선과 개발에도 불구하고 여전히 몇 가지 문제가 있습니다.

예를 들어, 배터리 교체는 크기를 감안할 때 대부분의 전기 자동차에서 여전히 불가능합니다. 리튬 이온 배터리는 특히 충돌로 손상된 경우 과열되는 경향이 있습니다. 그리고 이것은 화재로 이어질 수 있습니다.

셋째, 배터리에 저장된 에너지의 약 90%가 기계적 에너지로 변환되지만 이 에너지는 여전히 배터리 충전에 사용되는 전체 그리드 에너지의 약 60%로 축소됩니다. 따라서 아직 개선의 여지가 있습니다.

일반적인 전기 자동차 용어

전기 자동차 주변에서 흔히 볼 수 있는 특정 EV 관련 용어는 일부 사람들에게 혼란스러울 수 있습니다. 여기 주요 내용과 그 의미가 있습니다.

• HEV – 하이브리드 전기 자동차. 이 차량은 배터리를 충전하고 바퀴에 동력을 공급하는 에너지를 생성하기 위해 액체 연료를 사용합니다. 플러그를 꽂거나 외부에서 충전할 수 없습니다.
  
  
• PEV – 플러그인 전기 자동차. 이 용어는 충전을 위해 플러그를 꽂을 수 있는 모든 차량을 의미합니다. 여전히 액체 연료를 사용하는지 여부는 중요하지 않습니다.
  
  
• PHEV – 플러그인 하이브리드 전기 자동차. PHEV는 액체 연료와 플러그인 소스를 결합하여 전력을 생성합니다. 배터리가 소모되면 액체 연료로 쉽게 전환할 수 있으므로 이를 통해 더 다용도로 사용하고 범위를 확장할 수 있습니다.
  
  
• AEV – 전기 자동차. 이것은 전력을 전기에 전적으로 의존하는 모든 차량입니다. 여기에는 플러그인 차량과 배터리만 교체할 수 있는 차량이 포함됩니다.

기타 전기 자동차

전기 모빌리티는 자동차에만 국한되지 않습니다. 따라서 "전기 자동차"라는 용어는 다른 운송 수단을 의미하기도 합니다. 다음은 자동차가 아닌 전기 자동차입니다.

• 자전거 – 전기 자전거는 비교적 단순한 구조와 전력 요구 사항을 감안할 때 성숙한 기술입니다. 그들은 지속적으로 인기를 얻고 있으며 마운틴, 크루저, 카고, 폴딩 등 모든 스타일에서 사용할 수 있습니다.
  
  
• 보트 – 전기 보트와 선박도 한 세기 넘게 사용되었습니다. 그러나 바다에 충전소가 없기 때문에 해안선 주변과 짧은 거리에서 가장 잘 사용됩니다. 장거리 전기 보트는 태양 전지판으로만 가능합니다.
  
  예를 들어 페리에 고정된 경로가 있는 경우 트롤리 보트도 가능합니다. 그래서 강을 가로질러 감은 철사에서 힘을 받을 수 있습니다.
  
  
• 비행기 – 전기 항공기는 유인 및 무인 비행기가 제작 및 테스트되면서 수십 년 동안 꾸준히 발전해 왔습니다. 그러나 태양열 항공기에도 배터리가 필요하기 때문에 배터리의 에너지 밀도 문제로 인해 어려움을 겪고 있습니다.
  
  따라서 상업용 전기 비행기가 현실이 되기 위해서는 주어진 치수당 동일하거나 더 많은 양의 에너지를 저장할 수 있는 리튬 이온보다 더 가벼운 배터리가 필요하며 가격은 같거나 더 저렴합니다.
  
  
• 오토바이 – Piaggio에서 BMW 및 Harley Davidson에 이르기까지 브랜드는 최근 전기 스쿠터와 자전거를 공개했습니다. Harley LiveWire는 78KW 모터를 갖추고 있으며 최고 속도는 153km/h(95mph)입니다. Vespa Electrica는 62마일(100km) 범위를 제공합니다.
  
  그러나 주목할만한 전자 자전거 브랜드 중 하나는 Zero Motorcycles입니다. 102볼트 시스템의 리튬 이온 전원 팩을 사용하여 브러시리스 3상 AC 모터에 전원을 공급합니다. 그들은 거리 사용, 거리 경주 및 모터 크로스 경주 변형으로 제작되었습니다.
  
  
• 포뮬러 E – 포뮬러 1 레이싱의 전기 버전. 차량은 비슷해 보이지만 엔진은 으르렁거리지 않고 윙윙거립니다.
  
  
• 기차 및 트램 – 전기 기차와 트램은 수십 년 동안 사용되어 왔습니다. 주로 대중 교통에 사용되며 전용 전원 공급 장치가 있습니다. 독일 ICE, 프랑스 TGV 및 Transrapid 자기 부상은 고속 전기 열차의 완벽한 예입니다.
  
  
• 버스 – 스위스 취리히와 같은 특정 세계 도시에서는 전용 전력선이 있는 전기 버스도 찾을 수 있습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 중국은 수십만 대의 배터리 구동 버스를 운영하면서 대중 교통 산업을 위한 전기 버스를 선도하고 있습니다.

차기 EV 모델

대부분의 자동차 제조사들은 전기차 미래의 필연성을 가리켜 거대한 발걸음을 내디뎠다. 다음은 주목할만한 다가오는 슈퍼 트럭과 다른 흥미로운 EV입니다.

• Tesla CyberTruck – 팬들은 이에 대해 열광하고 있습니다. Xmas 2021에서 예상되는 이 모델은 매우 견고한 스테인리스 스틸 구조를 특징으로 하는 방탄 외관을 약속합니다. 100큐가 있습니다. 저장 피트의 피트, 견인 용량의 7,500+ 파운드 및 250마일 범위.
  
  
• Hummer EV – GMC도 그 대열에 합류했으며 완전 전기식 Hummer 슈퍼 트럭을 약속하고 있습니다. 이것은 대각선으로 걸을 수 있고, 10분 동안 100마일을 충전하고, 350마일 범위, 자동 순항 기능, 1,000마력, 3초 동안 0-60mph를 평평하게 합니다. 네, 잘 읽으셨습니다.
  
  
• Ford F-150 – Ford는 F-150 트럭의 완전 전기 버전도 약속하고 있습니다. 그것은 듀얼 모터와 함께 제공되어야 하고, 큰 트렁크(앞 트렁크)를 특징으로 하며, 동등하게 현재까지 가장 강력한 Ford 트럭이 되어야 합니다. 생산 및 판매는 2022년부터 시작됩니다.
  
  
• Aspark Owl – 4개의 모터와 멋진 디자인을 갖춘 일본 한정 생산 EV. 1,984마력, 280마일 범위, 249마일 최고 속도, 고통스러운 320만 달러의 가격표를 제공합니다.
  
  
• BMW i4 – i3보다 덜 이국적인 디자인이지만 여전히 매우 스타일리시합니다. 80kWh 배터리를 35분 만에 최대 80% 충전하는 기능이 있으며 500마력 이상의 출력을 제공할 것으로 예상됩니다.

다른 다가오는 차량에는 Cadillac Lyriq, Cadillac Celestiq, Mercedes-Benz EQA, Genesis Essentia, 현대 Ioniq 5, Jeep Wrangler Magneto, Lexus EV SUV, Mazda MX-30, Porsche Macan EV, Volvo XC40, Bollinger B1, Faraday FF91, 그리고 더 많은 것.

결론 - 미래는 무엇인가

미래가 어떻게 될지 아무도 장담할 수 없지만 전기 자동차는 아마도 여기에 머물 것입니다. 또한, 그들은 항상 더 좋아질 수 있습니다.

충전 시간을 줄이고, 충전당 효율성과 범위를 개선하고, 안전성을 개선하고, 더 많은 충전소와 표준을 개발하고, 전기 이동성의 전체 비용을 낮추기 위해서는 추가 작업이 필요합니다.